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オーキシン不等分布に依存しない光屈性誘導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J01942
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関新潟大学

研究代表者

木村 太郎  新潟大学, 自然科学系, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード光屈性 / 根 / オーキシン / シロイヌナズナ / フォトトロピン / 植物 / 遺伝子発現制御
研究実績の概要

シロイヌナズナの根は光源を避けて成長する負の光屈性を示す。屈性応答は環境刺激に応答して形成される植物ホルモン・オーキシンの不等分布が引き起こす偏差成長であると考えられている。しかしながら申請者のこれまでの研究から、シロイヌナズナの根の光屈性ではオーキシン不等分布形成が屈曲の誘導に必要ではないことが分かった。本研究では、根の光屈性に働くオーキシン不等分布に依存しない光屈性誘導機構の解明を目的としており、平成 29 年度は次の三点の課題について研究を行った。
第一に、オーキシンシグナル伝達因子の根の光屈性における発現パターンを調べた。ARF7、ARF19、IAA17 について YFP との融合タンパク質を自己プロモーターで発現する形質転換体を作成し、根の光屈性において YFP 融合タンパク質の発現解析を行った。しかし、光照射に応答した発現調節や細胞内局在調節は見られなかった。よって、フォトトロピン (phot) シグナルがオーキシンシグナル伝達因子を直接的に機能調節している可能性は低いと考えられた。
第二に、前年度に同定した phot1 の活性化に応答して発現調節を受ける遺伝子の根の光屈性における機能を、突然変異体を用いて解析した。しかし、根の光屈性の低下を示す突然変異体は見つからず、根の光屈性においては phot1 による遺伝子発現調節の重要性は低いと考えられた。
第三に、光屈性誘導に働く phot1 シグナル伝達機構の解明を目指して、シグナル伝達因子 NPH3 のリン酸化修飾の意義を分子遺伝学的に調べた。リン酸部位が置換された非リン酸化型 NPH3 は nph3 突然変異体の根の光屈性の欠損をよく相補し、疑似リン酸化 NPH3 はほとんど相補しなかった。さらに詳細な解析を行った結果、NPH3 が脱リン酸化されることで芽生えは安定的に光屈性を発揮できるようになることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Cariflnia San Diego(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Asymmetric Auxin Distribution is Not Required to Establish Root Phototropism in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Kimura、Ken Haga、Yasushi Shimizu-Mitao、Yumiko Takebayashi、Hiroyuki Kasahara、Ken-ichiro Hayashi、Tatsuo Kakimoto、Tatsuya Sakai
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 59 号: 4 ページ: 828-840

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of AGCVIII Kinases in the Hypocotyl Phototropism of Arabidopsis Seedlings2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Haga、Lena Frank、Taro Kimura、Claus Schwechheimer、Tatsuya Sakai
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: - 号: 5 ページ: 1060-1071

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy048

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] シロイヌナズナ光屈性シグナル伝達因子NPH3のリン酸化修飾の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村太郎、芳賀 健、野村有子、中神弘史、酒井達也
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学、鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of auxin biosynthesis, transport, and signaling in root phototropism of Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, K. Haga, Y. Shimizu-Mitao, Y. Tekebayashi, K. Hayashi, Z. Yunde, T. Kakimoto, H. Kasahara and T. Sakai.
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナ光屈性シグナル伝達因子 NPH3 のリン酸化修飾の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村太郎, 芳賀健, 野村有子, 中神弘史, 酒井達也
    • 学会等名
      日本植物学会 第 81 回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ光屈性シグナル伝達因子NPH3のリン酸化修飾の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      木村太郎、芳賀 健、野村有子、中神弘史、酒井達也
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of auxin biosynthesis, transport and signaling in root phototropism of Arabidopsis.2016

    • 著者名/発表者名
      Kimura, T., Haga, K., Shimizu-Mitao, Y., Takebayashi, Y., Hayashi, K., Zhao, Y., Kasahara, H., Tatsuo, K., Sakai, T.
    • 学会等名
      Plant Biology 2016
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2016-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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